Universidad Panamericana, primer lugar en RoboCup 2016

El equipo de la Universidad Panamericana campus Aguascalientes obtuvo el primer lugar en la categoría de manipulación y el cuarto en la clasificación general dentro de la liga de robots de rescate, esto, en el torneo RoboCup 2016 celebrado en Leipzig, Alemania, con el autómata denominado “Ixnamiki Nahui”.

Al respecto, Ramiro Velázquez Guerrero, profesor investigador de la Facultad de Ingeniería de dicha institución, expresó que RoboCup es en la actualidad la competencia más prestigiosa en el mundo de la robótica y participan en ella equipos de países como Alemania, Austria, China, Estados Unidos, Grecia, Irán, Japón y Tailandia, en diversas categorías, tales como robots que juegan futbol, los que vuelan y aquellos que simulan ambientes virtuales, entre otras.

“En particular, nosotros concursamos en la liga robot de rescate, esta liga tiene la intención de diseñar robots todoterreno, compactos, de bajo peso pero resistentes, que sean capaces de entrar en terrenos agrestes que simulen desastres, de ahí el nombre de este robot de rescate, y el fin es encontrar víctimas que pudieran haber quedado atrapadas entre los escombros”, añadió.

Comentó que desde hace cuatro años participan en esa categoría, y en tres años consecutivos han ganado el primer lugar en manipulación con un robot todoterreno de un peso aproximado de 80 kilogramos, el cual está equipado con cámaras térmicas, sensores de dióxido de carbono y cámaras de video.

“Lo que se evalúa en la competencia son las capacidades motrices de locomoción del robot, por ejemplo, que pueda ir sobre terrenos agrestes, piedras o sobre pendientes pronunciadas de más de 45 grados, lo cual es todo un reto, incluso para los humanos, entonces se califican sus capacidades de locomoción, que el robot pueda subir, bajar, maniobrar en ambientes confinados, por ejemplo, simulando escombros, que sea capaz de hacerse lo más compacto posible para entrar por un agujero y después desplegarse, todo ese tipo de cosas se evalúan en manipulación. La competencia en particular es una pista donde hay piedras, pendientes, agujeros, etcétera, y se trata de completar esta prueba, nosotros fuimos el único equipo que pudo lograrlo”, mencionó.

Ramiro Velázquez destacó que entre su equipamiento, el robot cuenta con un brazo manipulador, el cual es capaz de moverse y manipular ciertos objetos, lo cual le permite remover alguna piedra, escombro o quitar algún obstáculo en el camino, pero también tiene la capacidad de hacer movimientos finos, como prensar la ropa de la víctima o tocarla para obtener más información acerca de su estatus.

“Tiene sensores para identificar el dióxido de carbono y deducir si una persona sigue respirando; tiene cámaras de video de visión nocturna; tiene también cámara térmica, la cual da un mapeo de la temperatura de la imagen, la temperatura corporal es inconfundible, de 36 a 37 grados, es muy fácil distinguir a una persona atrapada entre los escombros del resto de los objetos”, señaló.

También cuenta con sensores ultrasónicos para estar navegando en modo autónomo, si una persona no lo está manipulando, de esta manera el robot puede saber si hay un obstáculo enfrente o en su proximidad, y toma la decisión más adecuada para poder pasar.

“El robot como tal es un robot de rescate y puede ser aplicado en su totalidad para eso, para meterse entre los escombros y detectar personas, pero también se podría aplicar en nuestra realidad nacional para explorar un ambiente donde no es conveniente que la policía o el ejército entre sin conocer cómo está el ambiente, entonces es posible que nuestro robot entre, mande la información acerca de cómo está la situación y ya después se decida si entra la parte humana”, dijo.

Sin embargo, a decir del profesor investigador de la Universidad Panamericana, los subsistemas también pueden ser aplicados en otras cuestiones, por ejemplo, los de locomoción, el robot cuenta con un sistema de catarinas que lo hacen todoterreno, el cual se podría utilizar en otro tipo de vehículos, por ejemplo, en maquinaria agrícola; asimismo, la aplicación del brazo, que realiza movimientos finos y duros, también sería aplicable para manipulación de objetos en cualquier entorno.

Equipo creativo

Los estudiantes Luis Daniel Arriaga Esparza y Luis Enrique Magdaleno Muñoz, de ingeniería mecatrónica; Fernando Dávalos Hernández y Gilberto Castañeda, de ingeniería electrónica y sistemas digitales; Cinthia Verónica Delgado Calzada, de ingeniería en innovación y diseño; así como José Santiago González Machen, Juan Echavarría Arboleda y Fernando Ochoa Ortiz, de la especialidad en robótica, integran el equipo que participó en RoboCup 2016 con “Ixnamiki Nahui”.

“A través de los años hemos ido mejorando con lo que hemos visto en anteriores competencias, pero parte de un diseño, parte de la mente, o sea, si tienes una idea empiezas a dibujar, a comenzar el diseño, todo tiene que jalar en tu diseño en la computadora virtualmente, una vez que ya está todo eso, pues ya pasas a la realidad. Todo está hecho aquí por nosotros en la universidad, desde el diseño hasta el maquinado de las piezas y también la parte electrónica”, comentó Daniel Arriaga.

Manifestó que con relación al robot que presentaron en la competición de hace dos años, es más o menos el mismo concepto, pero se llevaron a cabo algunas adecuaciones para optimizar su rendimiento, para ello redujeron el peso a fin de obtener una menor fricción en la mecánica y, de esta forma, se logró que las baterías tuvieran una mayor duración; asimismo, se le dio más libertad al brazo, permitiendo así una mejor habilidad en la parte de manipulación.

Por su parte, Fernando Dávalos apuntó: “Nos dimos a la tarea de hacer un driver que fuera capaz de soportar alrededor de 300 amperes por un minuto de tiempo, porque los motores es lo que demanda corriente, y ya más o menos con la base del driver en este nuevo robot volvimos a diseñar las tarjetas, pero ahora ya pensando en el espacio. Ya sabíamos que ya cumplíamos con el requerimiento del motor, ahora ya nada más nos enfocábamos en el espacio y eso nos redujo mucho el tamaño del robot y nos aportó más eficiencia”.

Explicó que también se desarrollaron nuevos prototipos de comunicación, ahora todo está por RS-485, lo cual brinda mayor confiabilidad al momento de llevar a cabo las comunicaciones para el control del robot, pues antes se usaba el RS-232 y con frecuencia había errores, pero el RS-485 está diseñado para tener diversos nodos y un alcance de varios kilómetros, impidiendo así que se introduzcan señales ajenas, y se tiene además un control en tiempo real, toda vez que los comandos se envían en alrededor de 100 milisegundos.

“El robot se controla por medio de una banda de cinco gigahercios (GHz), la interfaz está hecha en Linux, programada en Python, y de ahí se transmite por cinco GHz y llega al robot en un Wiznet; del Wiznet lo pasamos a RS-485 y de ahí ya llegan todos los comandos a los drivers y los sensores”, subrayó.

Asimismo, Fernando Ochoa detalló que para su locomoción las bandas del anterior modelo del robot se tensaban por medio de llantas; sin embargo, según lo observado, era necesario cambiarlas, ya que tenían problemas cuando se desinflaban o ponchaban, pues se perdía la tensión, entonces optaron por cambiar a un esquema de cadena y se colocó una manguera para la tracción, lo cual dio buenos resultados, toda vez que los motores no ocupaban tanto amperaje, no se fuerzan tanto, no se calientan y giran de una manera más libre.

“El cambio fue un poco difícil, porque estás mudando de una cosa a otra, pero todo parte de un diseño, afortunadamente tenemos herramientas de software que podemos usar en la computadora, que puedes completamente diseñar y todo está contemplado en la computadora, entonces puedes checar espacios perfectamente, y cualquier cosa que hagas en la computadora va a salir en vida real; sin embargo, tienes que pensar todos esos detalles para que no te fallen al momento de la competencia”, puntualizó.

Refirió que el “Ixnamiki Nahui” también está equipado con un micrófono y una bocina para poder tener una interacción directa con las personas que se enfrentan a situaciones de crisis en maniobras de rescate, pero que aún están conscientes, esto, para poderles hacer llegar instrucciones que les permitan salir adelante ante este tipo de situaciones o que puedan comunicar el estado en el cual se encuentran físicamente.

Añadió que el robot es capaz de transportar botellas de agua, kits de ayuda y medicamentos, además de que se le ha instalado un láser para hacer un mapeo de la zona, si bien es una función que se encuentra en una etapa de desarrollo, la idea es generar mapas reales de las áreas de desastre, ello le daría mayor autonomía de movimiento al robot.

Finalmente, los integrantes del equipo mencionaron que el presupuesto anual para el robot es de aproximadamente 100 mil pesos, por lo cual resulta meritorio obtener buenos resultados, ya que algunos equipos tienen un presupuesto de entre 100 mil y 200 mil dólares, diferencia que compensan desarrollando la mayoría de los componentes por sí mismos.